计算机网络编程——UDP详解_udp在传送数据之前不需要建立连接吗

1.UDP协议的概述

UDP（User Datagram Protocol）是一种在网络通信中使用的传输层协议。与TCP（Transmission Control Protocol）相比，UDP是一种无连接的协议，这意味着它不像TCP那样在通信的开始和结束时需要建立和终止连接。

2.UDP协议的特点

 

1. 无连接性： UDP是无连接的协议，这意味着通信的双方不需要在通信之前建立连接。每个UDP数据报都是独立的，它们可以单独发送，没有依赖关系。

2. 不可靠性： UDP不提供数据传输的可靠性保证。它不会像TCP那样提供重传、确认和流量控制等机制。这意味着如果发送的数据丢失或者损坏，UDP不会自动重新发送，需要应用层自行处理。

3. 速度和低延迟： 由于没有连接状态维护和复杂的确认机制，UDP的开销比TCP小，因此在速度和延迟方面表现更好。这使得它适用于实时应用，如语音通话和在线游戏。

4. 数据报格式： UDP数据报包含了目标端口号和源端口号，这些信息用于将数据传递给正确的应用程序。但是，数据报本身没有保证按顺序到达或完整到达。

5. 无拥塞控制： UDP不具备TCP的拥塞控制机制，因此在网络拥塞的情况下，UDP数据报可能会丢失或延迟增加。

6. 广播和多播支持： UDP支持向特定组中的多个主机发送数据，这称为多播（Multicast）。也可以将数据报广播到网络中的所有主机，这称为广播（Broadcast）。

7. 适用场景： UDP适用于需要快速传输和实时性要求较高的应用，如语音和视频流、在线游戏、实时传感数据等。它不适用于需要可靠传输和数据完整性的场景，因为这些方面没有被UDP提供。

3.UDP的格式

 

 

4.网络编程 

我是在同一局域网下两台电脑实现的通信，一台是服务器，一台是客户端 

你可以借用你室友的电脑，条件是在同一局域网，连同一个wifi就行，如果没条件的同学也可以把ip换成本地ip，本地测试。

server_address = ('127.0.0.1', 12345)

客服端代码

import socket
import time
# 定义服务器地址和端口
server_address = ('192.168.31.54', 12345)
 
# 创建 UDP 客户端套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
try:
    send_time = time.time()
    message = "祖国必定统一！"
    client_socket.sendto(message.encode(), server_address)
    #接收数据
    data,server = client_socket.recvfrom(1024)
    receive_time = time.time()
    #计算延迟
    delay = receive_time - send_time
    print("收到数据:", data.decode())
    print("通信延迟:", delay, "秒")
finally:
    client_socket.close()

服务器ip地址192.168.31.54 端口号：12345 

服务端代码

 

import socket
# 绑定服务器地址和端口
server_address = ('192.168.31.54', 12345)  # 留空表示绑定到所有可用接口
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
 
server_socket.bind(server_address)
 
print("等待客户端连接...")
 
try:
    data, address = server_socket.recvfrom(1024)
    print("收到数据：", data.decode())
 
    # 发送数据
    response = "hello from server!"
    server_socket.sendto(response.encode(), address)
 
finally:
    server_socket.close()

先运行服务端，在开启客户端。

服务端运行结果

 

客户端运行结果 

 

5.数据抓包 

 在运行服务端之前开启抓包

 

抓包的数据保存在这里了。

电脑进程会调用12345端口，查询udp协议，端口12345产生的数据包。

 

 

 

 

 

• Internet Protocol Version 4: 这表示这是一个IPv4数据包，与之前描述的类似，是一种在互联网上传输数据的常见协议。

• Src: 192.168.31.46: 这是源IP地址，表示数据包的发送方的唯一标识。在你的数据中，源IP地址是 192.168.31.46。

• Dst: 192.168.31.54: 这是目标IP地址，表示数据包的接收方的唯一标识。在你的数据中，目标IP地址是 192.168.31.54。

• Version: 4: 这是IP协议的版本，表示这是IPv4。

• Header Length: 20 bytes (5): 这是IP头部的长度，以字节为单位。在你的数据中，IP头部的长度是20字节。

• Differentiated Services Field: 这是用于指示数据包优先级和服务质量的字段。在你的数据中，DSCP（DiffServ Code Point）被设置为0，表示默认服务。

• Total Length: 49: 这是整个IP数据包的长度，以字节为单位。在你的数据中，数据包的长度是49字节。

• Identification: 0x4ec2 (20162): 这是一个用于分片和重组数据包的标识字段。

• Flags: 0x0000: 这是用于分片和重组的标志字段。

• Time to live: 128: 这是数据包的生存时间，类似之前的描述。

• Protocol: UDP (17): 这表示数据包中封装的是UDP协议的数据。

• Header checksum: 这是IP头部的校验和，与之前的描述类似。

• Source: 192.168.31.46: 这是源IP地址。

• Destination: 192.168.31.54: 这是目标IP地址。

• 

• 5c ba ef 2a ea 63: 这是目标MAC地址，也就是数据帧的目标设备的MAC地址。

• 50 28 4a eb 78 e1: 这是源MAC地址，也就是数据帧的发送设备的MAC地址。

• 08 00: 这是帧类型字段，指示以太网帧中的上层协议是IPv4。

• 45 00: 这是IP首部的起始，表示IPv4版本和首部长度。

• 00 2e: 这是IP数据报的总长度。

• 35 7d: 这是标识字段，用于分片和重组数据报。

• 00 00: 这是标志和片偏移字段。

• 80 11: 这是TTL和上层协议字段，表明上层协议是UDP。

• 45 8d: 这是IP首部校验和。

• c0 a8 1f 36: 这是源IP地址，表示数据报的发送方IP地址。

• c0 a8 1f 2e: 这是目标IP地址，表示数据报的接收方IP地址。

• 30 39: 这是源端口号，表示UDP数据报的发送方端口号。

• ed 4b: 这是目标端口号，表示UDP数据报的接收方端口号。

• 00 1a: 这是UDP数据报的长度。

• ba 41: 这是UDP校验和。

 

 

数据部分：

e7a596e59bbde5bf85e5ae9ae7bb9fe4b880efbc81

 

 

 

 

 

数据部分：48 65 6c 6c 6f 20 66 72 6f 6d 20 73 65 72 76 65 72 21

1. hex_string = "48656c6c6f2066726f6d2073657276657221"

   • 这行代码将一个十六进制字符串赋值给变量 hex_string。这个十六进制字符串表示ASCII字符的值，拼写出了 "Hello from server!"。

2. decoded_string = bytes.fromhex(hex_string).decode("utf-8")

   • 这行代码的作用：
     • bytes.fromhex(hex_string) 将十六进制字符串转换为字节序列。
     • .decode("utf-8") 将字节解释为UTF-8编码的字符串。
     • 结果被存储在变量 decoded_string 中。

hex_string = "48656c6c6f2066726f6d2073657276657221"
decoded_string = bytes.fromhex(hex_string).decode("utf-8")
print(decoded_string)
 
 

 

 

我上大一的时候还想抓包qq的连天记录，现在在知道怎么会这么容易让你知道聊天内容。就自己写了一个来抓包，顺便回忆一下计算机网络知识。